鲁科版 (2019)必修 第三册第1节 静电的产生及其微观解释课后练习题

第1章　静电力与电场强度

第1节　静电的产生及其微观解释

基础过关练

题组一　静电的产生

1.中央电视台的节目《智力快车》介绍说,蜜蜂飞行时,与空气摩擦产生静电,因此蜜蜂在飞行中就可以吸引带正电的花粉。以下说法正确的是              (　　)

A.蜜蜂带负电 B.蜜蜂带正电

C.空气不带电 D.空气带负电

2.如图所示,A、B为带异种电荷的小球,将两根不带电的导体棒C、D放在两球之间,在用导线将C棒左端点x和D棒右端点y连接起来的瞬间,导线中自由电子移动的方向是              (　　)

A.x→y B.y→x

C.没有电流 D.先是y→x,然后x→y

3.

如图所示,用丝绸摩擦过的玻璃棒和验电器的金属球接触,使验电器的金属箔片张开。关于这一现象,下列说法正确的是              (　　)

A.两片金属箔片上带异种电荷

B.两片金属箔片上均带负电荷

C.金属箔片上有电子转移到玻璃棒上

D.将玻璃棒移走,则金属箔片立即合在一起

4.(2020浙江杭州学军中学期末)如图所示,均不带电的橡胶棒与毛皮摩擦后,橡胶棒带负电,毛皮带正电,这是因为              (　　)

A.空气中的正电荷转移到了毛皮上

B.空气中的负电荷转移到了橡胶棒上

C.毛皮上的电子转移到了橡胶棒上

D.橡胶棒上的电子转移到了毛皮上

5.(2020北京西城高二上期末)在气候干燥的秋冬季节,我们的日常生活中会出现很多静电现象。有一次,小明的手指靠近金属门把手时,突然有一种被电击的感觉。这是因为人在生活中与各种物体接触摩擦后身体带电,当手指靠近门把手时,二者之间出现放电现象。若放电前,小明的手指带负电,有关金属门把手的两端感应带电的情况,下列图中标示正确的是              (　　)

题组二　电荷守恒定律

6.(多选)关于摩擦起电现象,下列说法中正确的是 (　　)

A.摩擦起电是用摩擦的方法将其他物质变成了电荷

B.摩擦起电是通过摩擦将一个物体中的电子转移到另一个物体上

C.通过摩擦起电,两个原来不带电的物体一定带有等量异种电荷

D.通过摩擦起电,两个原来不带电的物体可能带有同种电荷

7.如图所示,当带正电的球C移近不带电的枕形金属导体AB时,枕形导体上的电荷移动情况是              (　　)

A.枕形金属导体上的正电荷向B端移动,负电荷不移动

B.枕形金属导体上的自由电子向A端移动,正电荷不移动

C.枕形金属导体上的正、负电荷分别同时向B端和A端移动

D.枕形金属导体上的正、负电荷分别同时向A端和B端移动

8.(多选)原来甲、乙、丙三个完全相同的物体都不带电,今使甲、乙两物体相互摩擦后,乙物体再与丙物体接触。最后得知甲物体带正电,其电荷量大小为1.6×10-15 C,丙物体带电荷量的大小为8×10-16 C。则对于最后乙、丙两物体的带电情况,下列说法中正确的是              (　　)

A.乙物体一定带负电,其电荷量大小为8×10-16 C

B.乙物体可能带负电,其电荷量大小为2.4×10-15 C

C.丙物体一定带正电

D.丙物体一定带负电

9.有三个相同的金属小球A、B、C,其中小球A带有2.0×10-5 C的正电荷,小球B、C不带电,现在让小球C先与小球A接触后取走,再让小球B与小球A接触后分开,最后让小球B与小球C接触后分开,最终三个小球的带电荷量分别为q'A=　　　　 C,q'B=　　　　 C,q'C=　　　　 C。 

能力提升练

题组一　静电的产生

1.(多选)(2020福建厦门双十中学月考,)如图所示,有一带正电的验电器,当一个金属球A靠近验电器上的金属球B时,验电器中金属箔片的张角减小,则              (　易错　)

A.金属球A可能不带电 B.金属球A一定带正电

C.金属球A可能带负电 D.金属球A一定带负电

2.(多选)(2020山东济南三中月考,)如图所示,将带负电的棒移近两个不带电的导体球,两个导体球开始时互相接触且对地绝缘,下列哪些方法能使两球都带电              (　　)

A.先把两球分开,再移走棒

B.先移走棒,再把两球分开

C.先使甲球瞬时接地,再移走棒

D.使棒与甲球瞬时接触,再移走棒

题组二　电荷守恒定律

3.(2021安徽定远育才实验学校月考,)如图所示的装置叫做“雅各布天梯”,两个用金属丝弯成的电极A、B分别与起电机的正、负极相连,金属丝电极上能够聚集大量的正、负电荷,正、负电荷通过电极间的空气放电,产生明亮的电弧,电弧随着热空气上升,就像以色列的祖先雅各布梦中见到的天梯。在电极放电过程中,下列说法正确的是              (　　)

A.电极A得到的电荷数多于电极B失去的电荷数

B.电极A得到的电荷数等于电极B失去的电荷数

C.电极A得到的电荷数少于电极B失去的电荷数

D.条件不足,不能判定电极A、B得失电荷的数量关系

4.(2020北京第四中学检测,)某同学设计了一个证明电荷守恒的实验,实验装置如图所示。实验步骤如下:

(1)用一根金属杆连接两只相同的验电器,让带电的有机玻璃棒靠近金属杆的一端,两只验电器的箔片均张开,为什么?

(2)在两只验电器的箔片均张开的情况下,先移走金属杆,再移走带电的有机玻璃棒,这时验电器的箔片是否保持张开状态?为什么?

(3)再用金属杆连接两只验电器,将会出现什么现象?

这个现象说明了什么?这个实验能证明电荷守恒吗?为什么?

5.(2020广东深圳高级中学检测,)相同的两金属小球A、B带有绝对值相同的电荷量,相隔一定的距离,现让第三个相同的不带电金属小球C,先后与A、B接触后移开。

(1)若A、B两球带同种电荷时,接触后A、B两球的电荷量绝对值之比为多大?

(2)若A、B两球带异种电荷时,接触后A、B两球的电荷量绝对值之比为多大?

6.(2020湖南师范大学附属中学检测,)有三个完全相同的绝缘金属球,A球带电荷量为q,B、C球均不带电,现要使B球带电荷量为q,应该怎么办?

答案全解全析

第1章　静电力与电场强度

第1节　静电的产生及其微观解释

基础过关练

1.A　蜜蜂在飞行中可以吸引带正电的花粉,则蜜蜂飞行时,与空气摩擦产生静电,蜜蜂带负电。故选A。

2.B　由于同种电荷相斥,异种电荷相吸,C、D用导线连接后组成新的导体,导线中自由电子由y向x移动,在C中出现多余负电荷,在D中出现多余正电荷,B正确。

3.C　自然界只存在两种电荷:正电荷和负电荷,丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,若将其接触验电器的金属球,此时两个金属箔片带同种电荷,即正电;在此过程中,一部分电子会从验电器的金属球转移到玻璃棒;移走玻璃棒时,金属箔片仍带电,不会立即合在一起。选项C正确。

4.C　均不带电的橡胶棒与毛皮摩擦后,橡胶棒带负电,毛皮带正电,这是因为毛皮上的电子转移到了橡胶棒上,从而使橡胶棒带负电,毛皮由于缺少电子而带正电。故选C。

5.A　人的手指带负电,由于静电感应,门把手离手指较近的一端感应出正电荷,离手指较远的一端感应出负电荷,选项A正确。

6.BC　由电荷守恒定律知,电荷既不能被创造,也不能被消灭,只能从物体的一部分转移到另一部分,或者从一个物体转移到另一个物体,在任何转移的过程中,电荷的总量不变,故B、C正确。

7.B　由于同种电荷相斥,异种电荷相吸,故枕形金属导体上的自由电子向A端移动,而正电荷不移动,故选项B正确。

8.AD　由于甲、乙、丙原来都不带电,甲、乙相互摩擦导致甲失去电子而带1.6×10-15 C的正电荷,乙物体得到电子而带1.6×10-15 C的负电荷;乙物体与不带电的丙物体相接触,从而使一部分负电荷转移到丙物体上,故可知乙、丙两物体都带负电荷,由电荷守恒定律可知乙最终带负电,其电荷量大小为1.6×10-15 C-8×10-16 C=8×10-16 C,故A、D正确。

9.答案　5×10-6　7.5×10-6　7.5×10-6

解析　小球C先与小球A接触后平分A的电荷,则qA=qC==1.0×10-5 C,再让小球B与小球A接触后分开,则q'A=qB==5×10-6 C,最后让小球B与小球C接触后分开,则q'B=q'C==7.5×10-6 C。

能力提升练

1.AC　带正电的验电器的箔片之所以张开,是因为它们都带了正电荷。张开的角度取决于带电荷量的多少,张角减小,说明箔片上的正电荷减少,A球与B球无接触,则发生的是静电感应。A球不带电时,由于静电感应,A球靠近B球的一端带负电荷,同理,A球反过来感应B球,使B球上的正电荷增多,箔片上的正电荷减少,从而张角减小;若A球带负电,可达到同样的效果;若A球带正电,则箔片的张角增大。所以选A、C。

易错警示

本题容易漏选A,认为不带电的金属球,不影响验电器金属箔片的张角。实则不然,带电验电器上的电荷,通过感应起电的方式使A近端和远端出现等量异种电荷,从而影响箔片上的电荷分布。

2.ACD　由于静电感应,甲、乙两球会带上等量的异种电荷,先把甲、乙两球分开再移走棒会使甲、乙两球带上等量异种电荷,A符合题意;但如果先移走棒,会使甲、乙两球上感应的电荷立即中和,都不带电了,B不符合题意;若使甲球瞬时接地,则会使得乙球多余的负电荷导入大地,移走棒后甲、乙两球都带正电,C符合题意;若使棒与甲球瞬时接触,则由于接触起电,甲、乙两球都带负电,D符合题意。故选项A、C、D正确。

3.B　根据电荷守恒定律可知,电荷既不能凭空产生,也不会凭空消失,电荷的总量保持不变,所以在电极放电过程中,电极A得到的电荷数等于电极B失去的电荷数,故B正确,A、C、D错误。

4.答案　见解析

解析　(1)带电的有机玻璃棒靠近金属杆的一端时,金属杆因静电感应,两端带等量异种电荷,与金属杆连接的验电器因此而带电,带电的验电器的箔片因电荷间的斥力而张开。

(2)保持张开状态。因为验电器所带的电荷没有失去,箔片因电荷的斥力仍然处于张开状态。

(3)验电器的金属箔片又重新闭合。说明两验电器所带电荷量大小相等,电性相反。能证明电荷守恒。因为它证明了电荷只是从一个物体转移到另一个物体,一个物体得到多少电荷,另一个物体必然因失去相同的电荷而带等量的异种电荷,电荷总量不变,说明了电荷不是被创造的。

5.答案　(1)2∶3　(2)2∶1

解析　(1)若A、B带同种电荷,设电荷量为Q,C与A接触后,二者平分总电荷量,A、C所带的电荷量均为Q;C再与B接触后平分二者的总电荷量,则B、C所带的电荷量均为×=Q。A、B最终的电荷量绝对值之比为∶=2∶3。

(2)若A、B带异种电荷,设电荷量分别为Q、-Q,A、C接触后,平分总电荷量Q,A、C所带的电荷量均为Q;C再与B接触,平分二者的总电荷量,C、B所带的电荷量均为×=-Q。A、B最终的电荷量绝对值之比为2∶1。

6.答案　见解析

解析　因为这是三个完全相同的金属球,则每两个接触都会平分电荷量,故可以先让A球和B球接触,则此时A、B球各带电荷量q,然后B、C球接触,于是B、C球各带电荷量q,再使A球与B球接触,则A、B球各带电荷量=q。